KR20130041696A

KR20130041696A - 휴대형 항공전자 시스템 개발 장치 및 그 운용 방법

Info

Publication number: KR20130041696A
Application number: KR1020110106126A
Authority: KR
Inventors: 김유경; 오우섭; 최원우
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2013-04-25
Also published as: KR101308022B1

Abstract

본 명세서에 개시된 항공전자 통합 시험장치는 항공전자 장비에 대응되는 시뮬레이션 모델을 실행함으로써 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션부; 및 상기 시뮬레이션 수행 결과를 표시하는 표시부를 포함하되, 상기 시뮬레이션부는 상기 시뮬레이션 모델, 상기 시뮬레이션 모델의 실시간 특성에 따라 상기 시뮬레이션 모델을 실행시키기 위한 스케줄링을 수행하는 시뮬레이션 엔진 및 상기 시뮬레이션 엔진의 동작을 위한 범용 운영체제를 저장하는 저장부; 및 상기 시뮬레이션 엔진 상에서 상기 시뮬레이션 모델을 실행함으로써 상기 항공전자 장비에 대한 시뮬레이션을 수행하는 제어부를 포함하도록 구성된 장치이다.

Description

휴대형 항공전자 시스템 개발 장치 및 그 운용 방법{A TESTING APPARATUS FOR A PORTABLE AVIONICS SYSTEM DEVELOPMENT AND AN OPERATING METHOD THEREOF}

본 명세서는 항공전자 시스템 개발을 위한 시험 장치에 관한 것이고, 보다 구체적으로 항공전자 시스템 개발을 위한 휴대형 시험 장치에 관한 것이다.

항공전자 시스템 개발을 위한 시스템 통합 실험실(System Integration Laboratory; 이하 SIL)은 항공기에 탑재되는 항공전자 시스템에 대한 검증과, 비행운용 프로그램에 대한 시험 및 검증을 수행하는 지원환경이다. 상기 시스템 통합 실험실은 항공전자 시스템의 호환성 및 지상/비행 시험을 지원하고 고장탐구를 수행하기 위하여 운용된다.

항공전자 시스템을 개발 및 검증하기 위하여 실험실이라는 제약된 환경에서 항공전자 시스템 통합이 수행될 수 있다. 또한 실험실 환경 외(예: 항공기상)에서의 항공전자 시스템에 대한 검증 및 고장탐구를 수행하기 위해서는 별도의 독립적인 환경으로 개발되고, 또한 각 항공전자 장비 고유의 특성에 맞게 개발된 시스템 통합 실험실 환경이 사용된다.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0064658호는 비행 시뮬레이션 및 테스트를 위한 실시간 운영체제 (Real-Time Operating System; 이하 RTOS) 기반의 항공전자 통합시험 시스템을 개시한다. 상기 RTOS 기반의 시스템은 실시간(real-time) 서비스의 성격을 가진 요청에 대응할 수 있도록 특화된 운영체제 형태이며, 그 구현을 위한 비용이 많이 소요된다.

본 명세서는 범용 운영체제(General Purpose Operating System)에 기초한 항공전자 시스템 시험 장치를 개시하기 위함이다.

또한, 본 명세서는 항공전자 시스템을 위한 시험 장치가 상기 범용 운영체제에 기초하여 구현되도록 하기 위하여, 계층별로 구분된 소프트웨어 아키텍처를 제공하기 위함이다.

또한, 본 명세서는 항공전자 장비의 실시간 특성을 고려하여 실시간 서비스의 성격을 가진 요청을 정해진 시간 내에 처리하는 과정을 설명하기 위함이다.

또한, 본 명세서는 항공전자 시스템을 위한 시험 장치를 이용하여 항공전자 장비를 점검하는 방법을 제공하기 위함이다.

일 실시 형태로 항공전자 통합 시험장치가 제공된다. 상기 항공전자 통합 시험장치는 항공전자 장비에 대응되는 시뮬레이션 모델을 실행함으로써 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션부; 및 상기 시뮬레이션 수행 결과를 표시하는 표시부를 포함하되, 상기 시뮬레이션부는 상기 시뮬레이션 모델, 상기 시뮬레이션 모델의 실시간 특성에 따라 상기 시뮬레이션 모델을 실행시키기 위한 스케줄링을 수행하는 시뮬레이션 엔진 및 상기 시뮬레이션 엔진의 동작을 위한 범용 운영체제를 저장하는 저장부; 및 상기 시뮬레이션 엔진 상에서 상기 시뮬레이션 모델을 실행함으로써 상기 항공전자 장비에 대한 시뮬레이션을 수행하는 제어부를 포함하도록 구성된다.

상기 일 실시 형태 또는 그 밖의 실시 형태들은 다음과 같은 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 항공전자 장비의 동작 결과를 획득하고, 상기 획득된 항공전자 장비의 동작 결과 및 상기 시뮬레이션 모델의 실행 결과를 기초로 생성된 상기 항공전자 장비의 시험 결과를 상기 표시부에 표시할 수 있다. 또한, 상기 시뮬레이션 엔진은 상기 시뮬레이션 모델의 실시간 특성에 따라 스케줄링 테이블을 생성하고, 상기 생성된 스케줄링 테이블을 따라 정해진 시간 내 처리되도록 스케줄링을 수행할 수 있다. 또한, 상기 시뮬레이션 엔진은 상기 범용 운영체제 상에서의 실시간 특성을 제공하는 소프트웨어 라이브러리를 이용하여 구현된 것일 수 있다. 또한, 상기 시뮬레이션 엔진은 실시간 운영체제(Real Time Operating System)의 에뮬레이터로 동작할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 시뮬레이션 모델의 실행 결과를 기초로 상기 항공전자 장비의 정상 작동 여부를 판단할 수 있다. 또한, 상기 시뮬레이션 모델은 레이더 고도계(Radar altimeter; RALT), 전방관측 적외선장비(Forward Looking Infrared; FLIR), 생존장비 관리컴퓨터(Electronic Warfare Computer; EWC), 레이더 경보수신기(Radar Warning Receiver; RWR), 통제시현 장치(Control Display Unit, CDU) 및 비행자료 기록장치(Flight Data Recorder; FDR) 중 어느 하나에 대응되는 시뮬레이션 모델일 수 있다.

한편, 다른 실시 형태로 항공전자 장비의 고장 탐구를 수행하기 위한 시험 시스템이 개시된다. 상기 시스템은 고장 탐구 대상인 항공전자 장비와 연결된 장비부; 및 상기 장비부와 연결되어 상기 항공전자 장비의 동작 결과를 획득하고, 상기 항공전자 장비에 대응되는 시뮬레이션 모델을 실행함으로써 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션부를 포함하되, 상기 장비부는 운용자의 선택 입력에 따라 상기 동작 결과를 획득하기 위하여 상기 항공전자 장비를 선택하거나 또는 상기 시뮬레이션 모델의 실행결과를 획득하기 위하여 상기 시뮬레이션 모델을 선택하는 선택부를 포함하고, 상기 시뮬레이션부는 상기 항공전자 장비의 실시간 특성에 따른 시뮬레이션 모델을 범용 운영체제 상에서 실행하고, 상기 항공전자 장비의 동작 결과 및 상기 시뮬레이션 모델의 실행 결과를 기초로 상기 항공전자 장비의 고장여부를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.

한편, 또 다른 실시 형태로 항공전자 통합 시험 시스템을 이용하여 항공전자 장비의 고장 여부를 판단하는 방법이 개시된다. 상기 항공전자 통합 시험 시스템은 장비와 연결된 장비부; 및 상기 장비부와 연결되어 상기 항공전자 장비의 동작 결과를 획득하고, 상기 항공전자 장비에 대응되는 시뮬레이션 모델을 실행함으로써 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션부를 포함할 수 있다. 상기 항공전자 장비의 고장 여부를 판단하는 방법은 상기 장비부가 항공전자 장비를 선택하는 신호를 수신하는 단계; 상기 항공전자 장비를 선택하는 신호가 수신된 후, 상기 시뮬레이션부가 상기 항공전자 장비의 동작 결과를 획득하는 단계; 상기 장비부가 시뮬레이션 모델을 선택하는 신호를 수신하는 단계; 상기 시뮬레이션 모델을 선택하는 신호가 수신된 후, 상기 시뮬레이션부가 상기 항공전자 장비에 대응되는 시뮬레이션 모델을 실행하는 단계; 및 상기 항공전자 장비의 동작 결과 및 상기 시뮬레이션 모델 실행 결과를 기초로 상기 항공전자 장비의 고장 여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 시뮬레이션 모델을 실행하는 단계는 상기 시뮬레이션 모델이 범용 운영체제 상에서 상기 시뮬레이션 모델의 실시간 특성에 따라 정해진 시간 내 처리되도록 스케줄되어 실행되는 것일 수 있다.

본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 항공전자 통합 시험 시스템에 의하면, 항공전자 통합관점에서 모든 입출력 신호에 대한 시뮬레이션이 가능하다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 항공전자 통합 시험 시스템은 각 항공전자 장비를 위한 별도의 고가 시뮬레이션 장비를 대체할 수 있다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 항공전자 통합 시험 시스템은 별도의 장비가 없이 구현가능하여 휴대형 시험 시스템의 형태로 구현될 수 있다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 항공전자 통합 시험 시스템은 범용 운영체제 상에서 동작하는 소프트웨어에 의하여 구현이 가능하므로 빠르고 낮은 가격으로 제조될 수 있다.

도 1은 항공전자 통합 시험 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 실시 예를 따르는 항공전자 통합 시험 시스템에 적용 가능한 시뮬레이션부의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 항공전자 장비의 점검을 위하여 사용되는 항공전자 통합 시험 시스템의 구성의 예시이다.
도 4는 전파 고도계의 점검을 위하여 사용되는 항공전자 통합 시험 시스템의 구성의 예시이다.
도 5는 항공전자 통합 시험 시스템(100)이 전파 고도계 장비의 고장 여부를 검토하는 흐름도이다.

본 명세서에 개시된 기술은 항공전자 시스템을 위한 시험 장치 및 이를 이용한 항공전자 시스템의 관리 방법에 적용된다. 그러나, 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 항공전자 시스템의 점검 방법 및 장치, 관리 방법에 적용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 항공전자 통합 시험 시스템의 블록도이다. 도 1을 참조하여 일반적인 항공전자 통합 시험 시스템(System Integration Laboratory; 이하 SIL)를 설명한다.

상기 SIL(10)은 운용자 인터페이스부(11), 시뮬레이션부(12) 및 항공전자 장비부(13)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 상기 운용자 인터페이스부(11)는 사용자의 주요 인터페이스(Interface)로서 사용자에게 운용을 위한 시험 환경을 제공한다. 상기 운용자 인터페이스부(11)는 운용자 시험 콘솔부(Operator Test Console; OTC)라 불릴 수 있다.

상기 운용자 인터페이스부(11)는 운용자의 접근 빈도가 큰 구성품을 위한 환경을 포함할 수 있다. 상기 구성품은 LRU(Line Replaceable Unit) 형태로 제공되는 항공전자 장비를 나타낸다. 상기 LRU 형태의 항공전자 장비는 항공기에 탑재되는 모듈 형태의 장비를 말하며, 작동 위치인 항공기 내에서 신속하게 대체가 가능하도록 구성된 박스 형태의 독립구성장비를 말한다.

예컨대, 상기 운용자 인터페이스부(11)는 다기능 시현기(Multi-Function Display; 이하 MFD), 통제 시현 장치(Control Display Unit; 이하 CDU), 일체형 조종간, 중앙콘솔, 자료전송체계(DTS) 또는 비행제어패널(FCP)과 같은 조종석 장비를 장착하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 운용자 인터페이스부(11)는 상기 LRU들을 연결하기 위한 전기적/기계적 인터페이스를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 운용자 인터페이스부(11)는 비디오 선택/분배기, 보조 기능 패널 등을 포함하도록 구성될 수 있다.

다음으로, 상기 시뮬레이션부(12)는 항공전자 장비들 간의 하드웨어 및 소프트웨어 인터페이스를 제공하며 데이터 모니터링 및 시뮬레이션에 필요한 인터페이스를 포함하도록 구성된다. 상기 시뮬레이션부(12)는 항공 전자 시뮬레이션 콘솔부(Avionics Simulation Core Console; 이하 ASC)라 불릴 수 있다.

상기 시뮬레이션부(12)는 기능에 따라 별도로 구현된 장치들을 포함하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 시뮬레이션부(12)는 비행 시뮬레이션 장치(미도시), 사용자 인터페이스 장치(미도시), 시뮬레이션 엔진 장치(미도시) 또는 데이터 모니터링 장치(미도시)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 비행 시뮬레이션 장치(Out Window; OTW)는 조종사 시야(pilot view) 및 운항 상태 시현을 수행하는 장치이다. 또한, 상기 사용자 인터페이스 장치(Man Machine Interface; MMI)는 시뮬레이션의 운용 및 제어, 데이터 주입, 모의 계기/판넬 제공 등의 기능을 수행하는 장치이다. 또한, 상기 시뮬레이션 엔진 장치(Simulation Engine; SIMENG)는 실시간 입출력을 제어하고, 시뮬레이션 소프트웨어를 구동하는 프로그램이다. 또한, 상기 데이터 모니터링 장치(Monitor; MON)는 데이터를 모니터하고, 기록 및 저장을 수행하는 장치이다.

다음으로, 상기 항공전자 장비부(13)는 항공전자 장비가 장착되는 부분이다. 상기 항공전자 장비부(13)는 항공 전자 장비 콘솔부(Avionics Equipment Console; 이하 AEC)라 불릴 수 있다. 상기 항공전자 장비부(13)는 시뮬레이션 모델과 실제 장비간 스위칭을 위한 패널(REAL/SIM 패널), LRU의 전원을 분배하기 위한 전원 분배기, 모델과 실제 장비간 모의 신호 및 모니터링을 위한 VME 카드 파일 등으로 구성될 수 있다.

전술된 바와 같이 상기 SIL(10)은 상기 항공전자 장비부(13)를 통해 연결되는 각 항공전자 장비에 대한 통합시험 및 시스템 검증을 수행하는 시스템이다. 이를 위하여 상기 SIL(10)은 상기 시뮬레이션부(12) 내에 상기 시뮬레이션 엔진 장치(SIMENG)(미도시) 또는 상기 비행 시뮬레이션 장치(OTW)를 포함하도록 구성된다.

다만, 상기 시뮬레이션 엔진 장치(SIMENG)는 드라이버 제어, 데이터 관리/프로세싱, 모델 스케줄링 관리등의 핵심 기술을 담당하는 실시간 처리 모듈로, 각 시스템 구현 방법에 따라 다양한 방법으로 구현될 수 있다.

도 2는 본 명세서에 개시된 실시 예를 따르는 항공전자 통합 시험 시스템에 적용 가능한 시뮬레이션부의 구조의 일 예를 나타낸다.

상기 항공전자 통합 시험 시스템(100)은 소프트웨어를 이용하여 구현된 시뮬레이션부(120)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 항공전자 통합 시험 시스템(100)은 도시되지 아니하였으나 시뮬레이션 결과를 표시할 수 있는 운용자 인터페이스를 추가적으로 더 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 시뮬레이션부(120)는 항공전자 장비에 대응되는 시뮬레이션 모델을 실행함으로써 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

상기 시뮬레이션부(120)는 상기 시뮬레이션 모델, 시뮬레이션 엔진, 운영체제 등을 저장하는 저장부와 상기 시뮬레이션 모델을 실행함으로써 시뮬레이션을 수행하는 제어부를 포함하도록 구현될 수 있다.

상기 시뮬레이션부(120)는 기능적으로 종래에 항공전자 장비들 사이에서의 하드웨어 및 소프트웨어 인터페이스를 제공하는 것과 동일한 기능을 수행한다. 다만, 본 명세서는, 항공전자 장비들을 위한 시뮬레이션 엔진들이 각각 다른 형태로 구현되지 아니하고, 소프트웨어의 형태로 통합된 환경에서 동작되도록 구현된 시뮬레이션부(120)의 구성을 제시한다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예를 따르는 항공전자 통합 시험 시스템은 기능에 따라 별도로 구현된 장치들이 통합된 시뮬레이션부(120)를 포함하도록 구성된 것이다.

또한, 상기 항공전자 통합 시험 시스템은 항공전자 장비들이 장착되는 항공전자 장비부(130)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 항공전자 장비부(130)는 실제 항공전자 장비 및 상기 시뮬레이션부(120)에서 제공하는 시뮬레이션 모델 중 어느 하나를 선택하고 상기 선택된 실제 장비 또는 모델과 데이터를 송수신하는 동작을 수행하는 선택 패널을 포함한다.

이하, 도 2를 참조하여 상기 항공전자 통합 시험 시스템에 대하여 상술된다.

도 2를 참조하면, 상기 시뮬레이션부(120)는 각각 다른 기능을 가지는 다수의 계층 구조로 이루어진 소프트웨어 모듈들을 이용하여 구현될 수 있다. 상기 시뮬레이션부(120)는 하드웨어 드라이버 계층(1210), 운영체제 계층(1220), 시스템 소프트웨어 계층(1230) 및 응용 소프트웨어 계층(1240)을 포함하는 계층 구조로 이루어질 수 있다.

먼저, 상기 하드웨어 드라이버 계층(1210)은 실제 시뮬레이션부(100)의 하드웨어(1211) 및 상기 항공 전자 장비부(130)와 데이터를 입출력하기 위해 사용되는 입출력부(1213)를 포함하도록 구성될 수 있다. 구분되어 도시되지 아니하였으나, 상기 하드웨어(1211)에는 제어부(processor)를 포함하며, 상기 제어부는 후술될 운영체제, 시뮬레이션 엔진, 시뮬레이션 모델 등을 실행한다.

다음으로, 상기 운영체제 계층(1220)은 소프트웨어 구동환경 및 휴대형 항공전자 통합 시스템 소프트웨어 개발환경을 제공하는 계층이다. 상기 운영체제 계층(1220)은 범용 운영체제(1221), 디바이스 드라이버(1223) 및 시스템 라이브러리(1225)를 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 운영체제 계층(1220)은 RTOS가 아닌 범용 운영체제(General Purpose Operating System)를 채용하도록 구현된다. 상기 RTOS는 응용 프로그램의 실시간 요청에 대응할 수 있도록 구성된 운영체제로서, 응용 프로그램이 작업을 마칠 때까지의 처리 시간이 예측될 수 있도록 구성되어야 한다. 따라서, 상기 RTOS는 항공전자 장비 등 각 응용 프로그램에 따라 요구되는 작업 처리 특성에 따라 특화되어 구성되어야 하므로 그 특징 및 기능이 다양한 항공전자 장비를 지원하도록 통합되어 구성되기 어려운 문제가 있다. 따라서, 상기 운영체제 계층(1220)은 항공전자 장비들의 특성에 따라 실시간 특성이 필수적으로 요구되지 아니하는 기능은 non-RTOS 상에서 수행될 수 있도록 상기 범용 운영체제(1221)으로 구성된 환경을 제공한다. 상기 범용 운영체제(1221)는 예를 들어 Microsoft Windows, Linux, Unix 등이 있다.

상기 디바이스 드라이버(1223)는 상기 입출력부(1213)를 통하여 상기 항공전자 장비부(130)와 데이터를 송수신하기 위한 드라이버 소프트웨어로 구성된다.

상기 시스템 라이브러리(1225)는 상위 계층의 모듈들을 위하여 상기 범용 운영체제(1221) 및 상기 디바이스 드라이버(1223)를 이용하기 위한 인터페이스를 제공한다.

다음으로, 상기 시스템 소프트웨어 계층(1230)은 각 항공전자 장비의 동작에 대한 시뮬레이션 모델을 위한 시뮬레이션 엔진 역할을 수행한다.

상기 시스템 소프트웨어 계층(1230)은 하나 이상의 시뮬레이션 모델이 구현된 시뮬레이션 코어 모듈(1231)을 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 시뮬레이션 코어 모듈(1231)은 시뮬레이션 모델의 실시간 특성에 따라 상기 시뮬레이션 모델을 실행시키기 위한 스케줄링을 수행하는 시뮬레이션 엔진에 해당한다.

각 시뮬레이션 모델은 실시간 연산이 요구되는 비행필수모델(Flight Critical Model)과 실시간 유사 연산으로 충분한 임무필수모델(Mission Critical Model)로 구분될 수 있다. 상기 실시간 연산이 요구되는지 여부는 각 모델들에 대응되는 실제 항공전자 장비의 기능이 가지는 안전도 수준(safety level)에 따라 결정될 수 있다. 상기 비행필수모델의 예로서 항법센서, 자동비행조종 등과 같은 기능의 시뮬레이션 모델이 있고, 상기 임무필수모델의 예로서 통신, 생존 등과 같은 기능의 시뮬레이션 모델이 있다.

상기 시뮬레이션 코어 모듈(1231)은 상기 실시간 유사 연산을 수행하기 위하여 상기 범용 운영체제(1221)가 제공하는 스케줄링을 보완한다. 즉, 상기 시뮬레이션 코어 모듈(1231)은 상기 시뮬레이션 모델에 의하여 발생하는 실시간 성격의 요청이 정해진 시간 내에(deterministically) 처리될 수 있도록 동작하는 스케줄링을 수행할 수 있다. 상기 시뮬레이션 코어 모듈(1231)은, 상기 시뮬레이션 모델이 실시간 유사 연산의 특성을 보이는 경우에, 정해진 시간 내 처리가 가능하도록 스케줄링 테이블을 생성하고, 상기 생성된 스케줄링 테이블을 따라 처리되도록 스케줄링을 수행할 수 있다.

또한, 상기 시뮬레이션 코어 모듈(1231)은 상기 범용 운영체제(1221) 상에서의 실시간 특성을 제공하는 소프트웨어 라이브러리를 이용하여 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 시뮬레이션 코어 모듈(1231)은 상기 범용 운영체제(1221) 상에서 동작하는 실시간 운영체제(Real Time Operating System)의 에뮬레이터의 역할을 수행하는 것이다.

상기 시스템 소프트웨어 계층(1230)은 상기 각 시뮬레이션 모델을 수행하기 위해 필요한 DB 관리자(1233), 모델 관리자(1235), 공유 메모리(1237) 및 I/O 관리자(1239)로 구성되어 사용자가 생성한 모델을 이용하여 실시간 시험 환경을 구성한다.

다음으로, 상기 응용 소프트웨어 계층(1240)은 항공전자 통합 시험 시스템(100)은 사용자 인터페이스 관련된 기능을 제공한다.

상기 응용 소프트웨어 계층(1240)은 DB 생성기(1241), 상기 각 항공전자 기능을 위한 시뮬레이션 모델(1243), MMI(Man-Machine-Interface; MMI)(1245), 지원 유틸리티(1247) 및 상기 지원 유틸리티(1247)를 위한 드라이버(1249)를 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 DB 생성기(1241)는 시뮬레이션에 필요한 데이터 베이스 정의 및 검사 기능을 수행한다.

상기 시뮬레이션 모델(1243)은, 예를 들어, 자동비행 조종장치(Automatic Flight Control System; AFCS), 위성/관성 항법장치(Global Positioning System/Inertial Navigation System; GPS/INS), 레이더 고도계(Radar altimeter; RALT), 전방관측 적외선장비(Forward Looking Infrared; FLIR), 다기능 시현기(Multi-Function Display; MFD), 통합전자지도 컴퓨터(Integrated Digital Map Computer, IDMC), 임무 컴퓨터(Mission Computer, MC), 극/초단파 (Ultra/Very High Frequency; UVHF) AM, 생존장비 관리컴퓨터(Electronic Warfare Computer; EWC), 레이더 경보수신기(Radar Warning Receiver; RWR), 미사일 경보 수신기(Missile Warning Receiver; MWR), 통제시현 장치(Control Display Unit, CDU), 피아식별 장비(Identification Friend or Foe; IFF), 비행자료 기록장치(Flight Data Recorder; FDR) 및 초단파 전방향 거리탐지기 / 계기착륙장치(VHF Omni-directional Range/Instrument Landing System; VOR/ILS) 중 하나 이상의 항공전자 장비들에 대한 시뮬레이션 모델을 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 시뮬레이션 모델(1243)은 각각 기능에 대한 모델들이 모듈 별로 탑재/제거가 용이하도록 구현된다. 상기 시뮬레이션 모델(1243)은 각 기능별로 객체 지향적인 방법으로 구현될 수 있다. 이로 인하여, 상기 시뮬레이션 모델(1243)은 각 기능이 속한 계통에 따라 서로 다른 방법으로 동작하지 아니하고 통합하여 동작할 수 있도록 구현될 수 있다.

상기 MMI(1245)는 조종사 뷰 표시, 데이터 기록/조회/표시/수정, 시뮬레이션 제어 등을 위한 사용자 인터페이스를 제공한다.

상기 지원 유틸리티(1247)는 상기 드라이버(1249)를 이용하여 출력, 메시징 등의 기능을 수행할 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 상기 항공전자 통합 시험 시스템을 이용하여 항공전자 장비의 시험 과정을 설명한다.

도 3은 항공전자 장비의 점검을 위하여 사용되는 항공전자 통합 시험 시스템의 구성의 예시이다. 상기 항공전자 통합 시험 시스템(100)은 항공전자 장비의 고장 탐구, 점검 등을 위하여 동작한다.

도 3을 참조하면, 상기 항공전자 통합 시험 시스템(100)은 고장 탐구 또는 점검의 대상이 되는 항공전자 장비(140)와 연결된다. 상기 항공전자 장비(140)는 실제 LRU 형태로 구현된 전자 장비이다.

상기 항공전자 장비(140)는 장비부(130)를 통하여 상기 시뮬레이션부(120)로 동작 결과를 전달한다. 상기 장비부(130)는 상기 실제 항공전자 장비(140) 및 상기 항공전자 장비(140)에 대응되는 시뮬레이션 모델(121) 중 어느 하나를 선택하기 위한 선택패널(131)을 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 항공전자 통합 시험 시스템(100)의 운용자는 상기 선택패널(131)을 통하여 상기 시뮬레이션부(120)가 실제 항공전자 장비(140)를 이용한 동작 결과를 획득할 것인지, 상기 항공전자 장비(140)에 대응되는 시뮬레이션 모델을 실행한 결과를 획득할 것인지 결정할 수 있다. 따라서 상기 선택패널(131)은 상기 운용자의 선택 입력신호를 수신하고, 상기 수신된 입력신호에 따라 상기 항공전자 장비(140)의 동작 결과를 획득하기 위하여 상기 항공전자 장비를 선택하거나 또는 상기 시뮬레이션 모델(121)의 실행결과를 획득하기 위하여 상기 시뮬레이션 모델을 선택할 수 있다.

상기 시뮬레이션부(120)는 상기 항공전자 장비(140)를 점검하기 위하여 사용되는 임무 컴퓨터(Mission Computer, MC)(123)라 불리는 시뮬레이션 모델을 포함하도록 구성될 수 있다. 실제 임무 컴퓨터는 항공전자 장비를 포함한 항공전자 체계를 통제하도록 동작한다. 다만, 시뮬레이션 모델의 형태로 구현된 상기 임무 컴퓨터(123)는 점검 및 고장 탐구를 위하여 상기 시뮬레이션부(120) 또는 상기 항공전자 통합 시험 시스템(100) 전체를 제어하는 역할을 수행할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하여, 상기 항공전자 통합 시험 시스템(100)이 전파 고도계 장비의 고장 여부를 검토하는 과정이 설명된다.

도 4는 전파 고도계의 점검을 위하여 사용되는 항공전자 통합 시험 시스템의 구성의 예시이다. 도 5는 항공전자 통합 시험 시스템(100)이 전파 고도계 장비의 고장 여부를 검토하는 흐름도이다.

상기 항공전자 통합 시험 시스템(100)은 장비부(130)를 통해 항공전자 장비인 전파 고도계(140)와 연결되어 있고, 시뮬레이션부(120)는 상기 전파 고도계(140)에 대응되는 시뮬레이션 모델(121), 점검 과정을 제어하는 임무 컴퓨터 모델(123) 및 상기 시뮬레이션 모델의 시행 결과 등을 표시하는 다기능 시현기(Multi-Function Display; MFD)(125)를 포함하도록 구성된다.

먼저, 상기 장비부(130)가 상기 선택 패널(131)을 통하여 운용자로부터 항공전자 장비를 선택하는 신호를 수신한다(S10). 여기서는 상기 선택 패널(131)이 수신한 입력 신호에 의하여 상기 전파 고도계(140)가 선택된다.

다음, 상기 항공전자 장비를 선택하는 신호가 수신된 후, 상기 시뮬레이션부(120)가 상기 항공전자 장비의 동작 결과를 획득한다(S20). 상기 항공전자 장비의 동작 결과는 실제 LRU가 동작하여 획득되는 측정값 또는 실행결과를 말한다.

예컨대, 상기 전파 고도계(140)는 실제 비행 중이 아니더라도 고정값 주입 방식을 통하여 고도값 측정 결과를 획득할 수 있다. 즉, 상기 전파 고도계(140)는 임의의 고도를 나타내도록 고정된 지연 시간(delay time)을 발생시키는 회로에 의하여 생성된 고도값을 측정할 수 있고, 상기 임무컴퓨터(123)는 상기 측정된 고도값을 획득할 수 있다. 또한, 상기 전파 고도계(140)는 점검 목적에 따라 변동값(dynamic) 주입 방식을 통하여 고도값 측정 결과를 획득할 수도 있다.

다음, 상기 장비부(130)가 상기 선택 패널(131)을 통하여 운용자로부터 시뮬레이션 모델(121)을 선택하는 신호를 수신한다(S30). 여기서는 상기 선택 패널(131)이 수신한 입력 신호에 의하여 상기 전파 고도계(140)에 대응되는 시뮬레이션 모델(121)이 선택된다.

다음, 상기 시뮬레이션 모델을 선택하는 신호가 수신된 후, 상기 시뮬레이션부(120)가 상기 항공전자 장비(140)에 대응되는 시뮬레이션 모델(121)을 실행한다(S40). 상기 시뮬레이션부(120)는 상기 전파 고도계(140) 대신 상기 시뮬레이션 모델(121)을 실행하는 것 외에는 점검 목적에 따라 이전 단계인 실제 LRU의 동작 결과를 기초로한 측정값을 획득한 것과 같은 실행 조건을 가지고 상기 시뮬레이션 모델(121)을 실행한다. 여기서, 상기 시뮬레이션 모델(121)은 범용 운영체제 상에서 상기 시뮬레이션 모델의 실시간 특성에 따라 정해진 시간 내 처리되도록 스케줄되어 실행된다.

다음, 상기 항공전자 장비의 동작 결과 및 상기 시뮬레이션 모델 실행 결과를 기초로 상기 항공전자 장비의 고장 여부를 판단한다(S50). 이는, 항공기의 고도정보 중 실제 장비(140)를 통해서 획득된 것과 상기 시뮬레이션부(100)를 이용하여 획득된 것을 비교하기 위한 것이다.

다음, 상기 고장 여부를 판단 결과를 상기 다기능 시현기(125)에 표시한다. 상기 고장 여부 판단 결과는 주어진 시나리오에 따라 동일한 값이 실제 항공전자 장비 및 시뮬레이션 모델 사이에서 획득되는지 시험하기 위한 것이다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있다.

Claims

항공전자 장비에 대응되는 시뮬레이션 모델을 실행함으로써 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션부; 및
상기 시뮬레이션 수행 결과를 표시하는 표시부를 포함하되,
상기 시뮬레이션부는
상기 시뮬레이션 모델, 상기 시뮬레이션 모델의 실시간 특성에 따라 상기 시뮬레이션 모델을 실행시키기 위한 스케줄링을 수행하는 시뮬레이션 엔진 및 상기 시뮬레이션 엔진의 동작을 위한 범용 운영체제를 저장하는 저장부; 및
상기 시뮬레이션 엔진 상에서 상기 시뮬레이션 모델을 실행함으로써 상기 항공전자 장비에 대한 시뮬레이션을 수행하는 제어부를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 항공전자 통합 시험장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는
상기 항공전자 장비의 동작 결과를 획득하고, 상기 획득된 항공전자 장비의 동작 결과 및 상기 시뮬레이션 모델의 실행 결과를 기초로 생성된 상기 항공전자 장비의 시험 결과를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 항공전자 통합 시험장치.
제1항에 있어서, 상기 시뮬레이션 엔진은
상기 시뮬레이션 모델의 실시간 특성에 따라 스케줄링 테이블을 생성하고, 상기 생성된 스케줄링 테이블을 따라 정해진 시간 내 처리되도록 스케줄링을 수행하는 것을 특징으로 하는 항공전자 통합 시험장치.
제3항에 있어서, 상기 시뮬레이션 엔진은
상기 범용 운영체제 상에서의 실시간 특성을 제공하는 소프트웨어 라이브러리를 이용하여 구현되는 것을 특징으로 하는 항공전자 통합 시험장치.
제4항에 있어서, 상기 시뮬레이션 엔진은
실시간 운영체제(Real Time Operating System)의 에뮬레이터로 동작하는 것을 특징으로 하는 항공전자 통합 시험장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는
상기 시뮬레이션 모델의 실행 결과를 기초로 상기 항공전자 장비의 정상 작동 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 항공전자 통합 시험장치.
제1항에 있어서, 상기 시뮬레이션 모델은
레이더 고도계(Radar altimeter; RALT), 전방관측 적외선장비(Forward Looking Infrared; FLIR), 생존장비 관리컴퓨터(Electronic Warfare Computer; EWC), 레이더 경보수신기(Radar Warning Receiver; RWR), 통제시현 장치(Control Display Unit, CDU) 및 비행자료 기록장치(Flight Data Recorder; FDR) 중 어느 하나에 대응되는 시뮬레이션 모델인 것을 특징으로 하는 항공전자 통합 시험장치.
항공전자 장비의 고장 탐구를 수행하기 위한 시험 시스템으로서,
고장 탐구 대상인 항공전자 장비와 연결된 장비부; 및
상기 장비부와 연결되어 상기 항공전자 장비의 동작 결과를 획득하고, 상기 항공전자 장비에 대응되는 시뮬레이션 모델을 실행함으로써 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션부를 포함하되,
상기 장비부는
운용자의 선택 입력에 따라 상기 동작 결과를 획득하기 위하여 상기 항공전자 장비를 선택하거나 또는 상기 시뮬레이션 모델의 실행결과를 획득하기 위하여 상기 시뮬레이션 모델을 선택하는 선택부를 포함하고,
상기 시뮬레이션부는
상기 항공전자 장비의 실시간 특성에 따른 시뮬레이션 모델을 범용 운영체제 상에서 실행하고, 상기 항공전자 장비의 동작 결과 및 상기 시뮬레이션 모델의 실행 결과를 기초로 상기 항공전자 장비의 고장여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공전자 통합 시험 시스템.
항공전자 장비와 연결된 장비부; 및 상기 장비부와 연결되어 상기 항공전자 장비의 동작 결과를 획득하고, 상기 항공전자 장비에 대응되는 시뮬레이션 모델을 실행함으로써 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션부를 포함하는 항공전자 통합 시험 시스템을 이용한 상기 항공전자 장비의 고장 여부를 판단하는 방법으로서,
상기 장비부가 항공전자 장비를 선택하는 신호를 수신하는 단계;
상기 항공전자 장비를 선택하는 신호가 수신된 후, 상기 시뮬레이션부가 상기 항공전자 장비의 동작 결과를 획득하는 단계;
상기 장비부가 시뮬레이션 모델을 선택하는 신호를 수신하는 단계;
상기 시뮬레이션 모델을 선택하는 신호가 수신된 후, 상기 시뮬레이션부가 상기 항공전자 장비에 대응되는 시뮬레이션 모델을 실행하는 단계; 및
상기 항공전자 장비의 동작 결과 및 상기 시뮬레이션 모델 실행 결과를 기초로 상기 항공전자 장비의 고장 여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지는 방법.
제9항에 있어서, 상기 시뮬레이션 모델을 실행하는 단계는
상기 시뮬레이션 모델이 범용 운영체제 상에서 상기 시뮬레이션 모델의 실시간 특성에 따라 정해진 시간 내 처리되도록 스케줄되어 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.